实验三 氯离子选择性电极的测试和应用
一、 实验目的
1、 了解氯离子选择性电极的基本性能及其测定方法。 2、 掌握用氯离子选择性电极测定氯离子浓度的基本原理。 3、 了解酸度计测量直流毫伏值的使用方法。
二、 实验仪器和药品
酸度计，电磁搅拌器，217型饱和甘汞电极，氯离子选择性电极，100ml容量 瓶，50mL、
10mL移液管。
KCl (AR )，KNO3 (AR) ,0.1ê(AC)2 溶液，风干土壤样品。
1、电极电势与离子浓度的关系
以氯离子选择性电极为指示电极，双液接甘汞电极为参比 电极，插入试液中组成工作电池(图3-11)。当氯离子浓度 在10-1?10-5mol ? L范围内，在一定的条件下，电池电动 势与氯离子活度的对数成线性关系。
RT F In aCl
E
RT
In Cci
E
^|T |n
C
Cl
在测定中, 只要固定离子强度，则 出不同Cci 值时的电动势E,做E
实验原理
ln
可视为定值。只要测 CCI图(标准曲线)，
就可用了解电极的性能。并可从图中求出待测溶液的
CI-浓度。
2、电极的选择性和选择性系数
离子选择性电极常会受到溶液中其它离子的影响。也就是说，在同一电极膜 上,往往可以有多种离子进行不同程度地交换。离选择性电极的特点就在于对特 定离子具有较好的选择性，受其它离子的干扰较小。电极选择性的好环，常用选 择性系数来表示。但是，选择性系数与测定方法、测定条件以及电极的制作工艺 有关，同时也与计算时所用的公式有关。一般离子选择性电极的选择性系数 可表示为：
89 311用拥离『述样性电槿测定 an的工作电池半意kj K1 L-通用鹰 F?卄i 2-电W'l K子遶择住电4-W##甘汞电樋
E E
RT Z 1门佝！＜佝j) nF
Zi
式中，和j分别代表待测离子和干扰离子，乙及Zj分别代表i和j离子的电荷数； kj为该电极对j离子的选择系数。式中 -及“ +分别适用于阴、阳离子选择性电 极。kj越小，表示j离子对被测离子的干扰越小。 当乙二乙时，测定kj最简单 的方法是分别溶液法：分别测定在具有相同活度的离子 i和j这两个溶液中该离 子选择性电极的电动势Ei和E2。
(Ei E2) nF
In kij j RT
「
四、
实验步骤
1、 标准溶液配制
配100mL0.1mol?L KCI标准溶液，用0.1 mol L KN03溶液逐级稀释配5X
-1
-1
10_2, 1X 10-2、5X 10-3、1 X 10_3、5X 10-4、1 X 10-4mol L-1 KCl 标准溶液。 2、 安装仪器 3、 标准曲线测量
校正仪器后，用蒸馏水洗净电极，用滤纸吸干，将电极依次
准溶液中测定电动势。
从稀到浓插入标
4、 选择系数测定
配制0.01 mol L的KCl和KNO3溶液各100mL，分别测定电动势值。
-1
5、 自来水中氯离子含量的测定
称0.1011g KNO3于100mL容量瓶中(目的：保持相同的离子强度)，用自来水 稀释至刻度，测定其电动势值，从标准曲线上求得相应的氯离子浓度。
6 土壤中NaCl含量的测定
(1) 用台秤称风干土壤样品约10g，加入0.1% Ca(AC)2溶液约100mL，搅动几 分钟，静置澄清。
(2) 用干燥洁净的吸管吸澄清液 30-40mL，放人干燥洁净的50mL烧杯中，测 定其电动势值。 五、
数据处理
1、 以标准溶液的E对lgC作图绘制标准曲线。 2、 计算 kCl-N03- O
3、从标准曲线上查出被测自来水中氯离子的浓度,
4、计算风干土壤中NaCI的含量：NaCI% CxVM100%
1000W
式中，Cx为从标准曲线上查得的样品中 CI浓度；V (mL)为0.1ê(AC)2溶液 的体积；M为NaCI的摩尔质量；W为土壤质量(单位：g)。 六、
注意事项
-3
-1
-
1、氯离子选择性电极在使用前应在 10mol L KCI溶液中浸泡活化1h,然后在 蒸馏水中充
分浸泡方可使用，这样可缩短电极响应时间并改善线性关系；电极响应 膜切勿用手指或尖硬的东西碰划，以免沾上油污或损坏，影响测定；使用后立即用 蒸馏水反复冲洗，以延长电极使用寿命。
2、 双液接甘汞电极在使用前应拔去加在 KCI溶液小孔处的橡皮塞，以保持足够 的液压差，
并检查KCI溶液是否足够；由于测定的是 CI，为防止电极中CI的渗入 被测液而影响测定，需要加饱和 KNO3溶液作为外盐桥。由于 CI不断渗入外盐桥， 所以外盐桥内的KNO3溶液不能长期使用，应在每次实验后将其倒掉洗净，放干， 在下次使用时重新加入饱和 KNO3溶液。
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3、 氯离子选择性电极宜浸在蒸馏水中，长期不用可洗净干放，但在使用前需要
用蒸馏水充分浸泡，必要时可重新抛光膜片表面。
4、 安装电极时，两支电极不要彼此接触，也不要碰到杯底或杯壁。 5、 每次测试前，需要少量被测液将电极与烧杯淋洗三次。 6切勿把搅拌珠连同废液一起倒掉。
实验三-氯离子选择性电极的测试和应用
